(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ユニットおよび画像を表示するディスプレイ装置を含むコンピュータ・システムにおいて、前記ディスプレイ装置は複数の画素を有し、各画素は、それぞれが異なるカラーの少なくとも３つの画素サブコンポーネントを含む、コンピュータ・システムにおいて、表示される画像の解像度を改善する方法であって、前記複数の画素の画素サブコンポーネントが、前記ディスプレイ装置において同じ色の画素サブコンポーネントのストライプを形成するように配列されており、前記方法が、
ストライプに対して平行の方向におけるより大きな倍率でストライプに対して垂直の方向に、画像をスケーリングするステップと、
スケーリングした画像を表す情報のサンプルを、画素の前記画素サブコンポーネントへマッピングするステップであって、前記スケーリングした画像は、前記ディスプレイ装置の前記複数の画素の各々に対応する画像領域部分を有し、該画像領域部分は、各前記画素の前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントにそれぞれ対応する少なくとも３つのセグメント組を有し、該少なくとも３つのセグメント組は互いに異なった数のセグメントを含み、前記少なくとも３つのセグメント組の各々は少なくとも１つのセグメントを含み、前記画素の各画素サブコンポーネントに対し、該各画素サブコンポーネントに対応する前記セグメント組に含まれる前記少なくとも１つのセグメントにおけるサンプルがマッピングされる、ステップと、
各前記画素サブコンポーネントに対してマッピングされた前記サンプルに基づいて、該各画素サブコンポーネントに対する光度値を発生するステップと、
前記光度値を用いて各前記画素サブコンポーネントを制御することにより前記ディスプレイ装置に前記画像を表示するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記画素サブコンポーネントは、ある幅寸法と、該幅寸法より大きい高さ寸法とを有して、前記表示装置において垂直のストライプを形成し、画像をスケーリングする前記のステップは、前記画像を、前記幅寸法に平行な方向において、高さ寸法に平行な方向におけるよりも大きい倍率でスケーリングすることを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記画素サブコンポーネントは、ある高さ寸法と、該高さ寸法より大きい幅寸法とを有して、前記表示装置において水平のストライプを形成し、画像をスケーリングする前記のステップは、前記画像を、前記高さ寸法に平行な方向において、幅寸法に平行な方向におけるよりも大きい倍率でスケーリングすることを含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記セグメント組に含まれるセグメントの数は、前記画素の前記画素サブコンポーネントに含まれる赤画素サブコンポーネントと、緑画素サブコンポーネントと、青画素サブコンポーネントとに対して３対６対１の割合である、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、各画素サブコンポーネントに対する光度値を生成する前記ステップは、各前記画素サブコンポーネントに対してマッピングされた前記セグメント組に含まれる前記少なくとも１つのセグメントと、該セグメントにおける前記スケーリングした画像のサンプルとの相対的位置に基づいて、各前記画素サブコンポーネントに対しオンまたはオフの光度値を選択するステップを含む、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントは、第１画素サブコンポーネント、第２画素サブコンポーネント、第３画素サブコンポーネントを含み、
前記少なくとも３つのセグメント組は、前記第１画素サブコンポーネントにマッピングされる第１セグメント組と、前記第２画素サブコンポーネントにマッピングされる第２セグメント組と、前記第３画素サブコンポーネントにマッピングされる第３セグメント組とを含む、
方法。
【請求項７】
実行可能な命令を格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記実行可能な命令がコンピュータにより実行されると、ディスプレイ装置に表示される画像の解像度を改善する方法を前記コンピュータに実行させ、前記ディスプレイ装置は画像を表示するための複数の画素を有し、各画素は、それぞれが異なるカラーの少なくとも３つの画素サブコンポーネントを含み、前記複数の画素の画素サブコンポーネントが、前記ディスプレイ装置において同じ色の画素サブコンポーネントのストライプを形成するように配列されており、前記方法が、
ストライプに対して平行の方向におけるより大きな倍率でストライプに対して垂直の方向に、画像をスケーリングするステップと、
スケーリングした画像を表す情報のサンプルを、画素の前記画素サブコンポーネントへマッピングするステップであって、前記スケーリングした画像は、前記ディスプレイ装置の前記複数の画素の各々に対応する画像領域部分を有し、該画像領域部分は、各前記画素の前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントにそれぞれ対応する少なくとも３つのセグメント組を有し、該少なくとも３つのセグメント組は互いに異なった数のセグメントを含み、前記少なくとも３つのセグメント組の各々は少なくとも１つのセグメントを含み、前記画素の各画素サブコンポーネントに対し、該各画素サブコンポーネントに対応する前記セグメント組に含まれる前記少なくとも１つのセグメントにおけるサンプルがマッピングされる、ステップと、
各前記画素サブコンポーネントに対してマッピングされた前記サンプルに基づいて、該各画素サブコンポーネントに対する光度値を発生するステップと、
前記光度値を用いて各前記画素サブコンポーネントを制御することにより前記ディスプレイ装置に前記画像を表示するステップと、
を含む、
コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項８】
請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記画素サブコンポーネントは、ある幅寸法と、該幅寸法より大きい高さ寸法とを有して、前記表示装置において垂直のストライプを形成し、画像をスケーリングする前記のステップは、前記画像を、前記幅寸法に平行な方向において、高さ寸法に平行な方向におけるよりも大きい倍率でスケーリングすることを含む、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項９】
請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記画素サブコンポーネントは、ある高さ寸法と、該高さ寸法より大きい幅寸法とを有して、前記表示装置において水平のストライプを形成し、画像をスケーリングする前記のステップは、前記画像を、前記高さ寸法に平行な方向において、幅寸法に平行な方向におけるよりも大きい倍率でスケーリングすることを含む、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１０】
請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記セグメント組に含まれるセグメントの数は、前記画素の前記画素サブコンポーネントに含まれる赤画素サブコンポーネントと、緑画素サブコンポーネントと、青画素サブコンポーネントとに対して３対６対１の割合である、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１１】
請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、各画素サブコンポーネントに対する光度値を生成する前記ステップは、各前記画素サブコンポーネントに対してマッピングされた前記セグメント組に含まれる前記少なくとも１つのセグメントと、該セグメントにおける前記スケーリングした画像のサンプルとの相対的位置に基づいて、各前記画素サブコンポーネントに対しオンまたはオフの光度値を選択するステップを含む、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１２】
請求項７記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体において、
前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントは、第１画素サブコンポーネント、第２画素サブコンポーネント、第３画素サブコンポーネントを含み、
前記少なくとも３つのセグメント組は、前記第１画素サブコンポーネントにマッピングされる第１セグメント組と、前記第２画素サブコンポーネントにマッピングされる第２セグメント組と、前記第３画素サブコンポーネントにマッピングされる第３セグメント組とを含む、
コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１３】
処理ユニット、メモリ装置および画像を表示可能なディスプレイ装置を含むコンピュータ・システムであって、前記ディスプレイ装置は、複数の画素を含み、各画素が、それぞれ異なるカラーの少なくとも３つの画素サブコンポーネントを含み、前記メモリ装置に格納されたコンピュータ・プログラムは、表示される画像の解像度を改善する方法を前記処理ユニットが実行することを可能にする実行可能な命令を含み、前記複数の画素の画素サブコンポーネントが、前記ディスプレイ装置において同じ色の画素サブコンポーネントのストライプを形成するように配列されており、
前記方法が、
ストライプに対して平行の方向におけるより大きな倍率でストライプに対して垂直の方向に、画像をスケーリングするステップと、
スケーリングした画像を表す情報のサンプルを、画素の前記画素サブコンポーネントへマッピングするステップであって、前記スケーリングした画像は、前記ディスプレイ装置の前記複数の画素の各々に対応する画像領域部分を有し、該画像領域部分は、各前記画素の前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントにそれぞれ対応する少なくとも３つのセグメント組を有し、該少なくとも３つのセグメント組は互いに異なった数のセグメントを含み、前記少なくとも３つのセグメント組の各々は少なくとも１つのセグメントを含み、前記画素の各画素サブコンポーネントに対し、該各画素サブコンポーネントに対応する前記セグメント組に含まれる前記少なくとも１つのセグメントにおけるサンプルがマッピングされる、ステップと、
各前記画素サブコンポーネントに対してマッピングされた前記サンプルに基づいて、該各画素サブコンポーネントに対する光度値を発生するステップと、
前記光度値を用いて各前記画素サブコンポーネントを制御することにより前記ディスプレイ装置に前記画像を表示するステップと、
を含む、コンピュータ・システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータ・システムであって、前記ディスプレイ装置は前記複数の画素を有する液晶ディスプレイを含む、コンピュータ・システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータ・システムであって、前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントは、赤画素サブコンポーネントと、緑画素サブコンポーネントと、青画素サブコンポーネントとを含み、それぞれが個別に制御可能である、コンピュータ・システム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のコンピュータ・システムであって、前記画像の少なくとも一部がテキスト・キャラクタを含み、前記テキスト・キャラクタは、前記画像を表示するステップによって前記ディスプレイ装置に表示される、コンピュータ・システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のコンピュータ・システムであって、前記複数の画素の各々は幅を有し、前記テキスト・キャラクタは、前記画素の前記幅に平行な方向において、該幅の整数倍ではない値を有する寸法をもつ部分を有する、コンピュータ・システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータ・システムであって、前記テキスト・キャラクタの前記部分は該テキスト・キャラクタのステムであり、前記ステムの幅は前記画素の幅の整数倍ではない、コンピュータ・システム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のコンピュータ・システムであって、前記複数の画素の各々は高さを有し、前記テキスト・キャラクタは、前記画素の前記高さに平行な方向において、該高さの整数倍ではない値を有する寸法をもつ部分を有する、コンピュータ・システム。
【請求項２０】
請求項１３記載のコンピュータ・システムにおいて、
前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントは、第１画素サブコンポーネントと、第２画素サブコンポーネントと、第３画素サブコンポーネントとを含み、
前記少なくとも３つのセグメント組は、前記第１画素サブコンポーネントにマッピングされる第１セグメント組と、前記第２画素サブコンポーネントにマッピングされる第２セグメント組と、前記第３画素サブコンポーネントにマッピングされる第３セグメント組とを含む、
コンピュータ・システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のコンピュータ・システムであって、前記ディスプレイ装置は前記複数の画素を有する液晶ディスプレイを含む、コンピュータ・システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のコンピュータ・システムであって、前記少なくとも３つの画素サブコンポーネントは、赤画素サブコンポーネントと、緑画素サブコンポーネントと、青画素サブコンポーネントとを含み、それぞれが個別に制御可能である、コンピュータ・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】（発明の背景）
１．関連出願
本願は、１９９８年１０月７日出願の“テキストのような画像を表示するための方法および装置（Method and Apparatus for Displaying Images such as Text）”と題する米国特許出願09/168,012の継続出願であり、また、１９９９年１月２９日出願の“画像のレンダリングおよびラスタ化処理を実行する方法および装置（Method and Apparatus for Performing Image Rendering and Rasterization Operations）”と題する米国特許出願09/240,654の継続出願でもあり、これら両出願は、言及により本文に含めるものとする。
２．発明の分野
本発明は、画像表示方法および装置に関し、更に特定すれば、全画素ではなく多数の画素サブコンポーネントの各々上の画像の異なった部分を表現することによって画像を表示する方法および装置に関する。
３．発明の背景
カラー・ディスプレイ装置は、殆どのコンピュータ・ユーザが選択する主要なディスプレイ装置となっている。モニタ上でカラー表示を行なうには、通常、ディスプレイ装置を動作させて、光、例えば、赤、緑、および青の光の組み合わせを射出し、人の目が認知する１つ以上のカラーが得られるようにする。
【０００２】  陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ装置では、異なる色の光を発生するには、発光体コーティングを用い、これらをＣＲＴ画面上に一連のドットとして被着することができる。通常、３つのカラー、赤、緑、および青の各々を発生するには、異なる発光体コーティングを用い、発光体ドットの繰り返しシーケンスを形成する。これらが電子ビームによって励起されると、赤、緑および青のカラーを発生する。
【０００３】  画素という用語は、例えば、数千ものスポットから成る矩形格子における１つのスポットを意味するために、一般に用いられている。スポットは、コンピュータがディスプレイ装置上に画像を形成するために個別に用いられる。赤、緑および青の発光体ドットの単一トライアッド（triad）をアドレスすることができないカラーＣＲＴでは、可能な限り最も小さい画素サイズは、発光体を励起するために用いる電子銃の焦点、位置合わせおよび帯域幅によって決まる。ＣＲＴディスプレイには公知の種々の構成では、赤、緑および青の蛍光体ドットの１つ以上のトライアッドから射出される光を共に配合することにより、ある距離において単一のカラー光源の外観を与えるようにする場合が多い。
【０００４】  カラー・ディスプレイでは、加色混合三原色、赤、緑および青に対応して発光する光の強度を変化させて、殆ど全ての所望のカラー画素の外観を得ることができる。色を加えない場合、即ち、発光しない場合、黒い画素を生成する。３つのカラー全てを１００パーセントで加えると、白になる。
【０００５】  図１は、ハウジング１０１、ディスク・ドライブ１０５、キーボード１０４およびフラットパネル・ディスプレイ１０２から成る、公知の携帯用（ポータブル）コンピュータ１００を示す。
【０００６】  携帯用パーソナル・コンピュータ１００は、ＣＲＴディスプレイではなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはその他のフラットディスプレイ装置１０２を用いる場合が多い。これは、フラットパネル・ディスプレイが、ＣＲＴディスプレイと比較して、小型で軽量である場合が多いからである。加えて、フラットパネル・ディスプレイは、多くの場合、同程度の大きさのＣＲＴディスプレイよりも消費電力が少なくて済むので、ＣＲＴディスプレイよりも、バッテリ給電で用いるには適している。
【０００７】  フラット・パネル・カラー・ディスプレイの品質が向上しつづけ、しかもその価格が低下するに連れて、フラットパネル・ディスプレイは、デスクトップ用途において、ＣＲＴディスプレイにとって代わり始めている。したがって、フラットパネル・ディスプレイ、特にＬＤＣは、これまでよりも更に一般化しつつある。
【０００８】  長年に渡って、コンピュータ・スクリーン上における、フォント、例えば、文字集合の発生および表示を含む、殆どの画像処理技術が開発され、ＣＲＴディスプレイ装置上の表示に対して最適化されてきた。
【０００９】  生憎、既存のテキスト表示ルーチンは、フラットパネル・ディスプレイ装置に独特な物理的特性を考慮していない。これらの物理的特性は、ＣＲＴ装置の特性とは、特にＲＧＢカラー光源の物理的特性に関して、大きく異なる。
【００１０】  カラーＬＣＤディスプレイは、ここでは、画素サブエレメントまたは画素サブコンポーネントと呼ぶ、多数の別個のアドレス可能なエレメントを利用して、表示する画像の各画素を表現するディスプレイ装置の一例である。通常、カラーＬＣＤディスプレイ上の各画素は、単一の画素エレメントによって表現され、大抵の場合、３つの非正方形エレメント、即ち、赤、緑および青（ＲＧＢ）画素サブコンポーネントから成る。したがって、１組のＲＧＢ画素サブコンポーネントが一緒になって、単一の画素エレメントを構成する。公知の種類のＬＣＤディスプレイは、一連のＲＧＢ画素サブコンポーネントを備え、一般に、ディスプレイに沿ってストライプを形成するように構成されている。ＲＧＢストライプは、通常、一方向においてディスプレイの全長に及んでいる。得られるＲＧＢストライプのことを、「ＲＧＢストライピング」とも呼ぶこともある。コンピュータ用途に用いられる一般的なＬＣＤモニタは、縦よりも横に広く、ＲＧＢストライプが縦方向に延びている場合が多い。
【００１１】  図２Ａは、ディスプレイ１０２として用いることができる、複数の行（Ｒ１〜Ｒ１２）および列（Ｃ１〜Ｃ１６）から成る公知のＬＣＤ画面２００を示す。各行／列の交差部が、１つの画素エレメントを表す正方形を形成する。図２Ｂは、公知のディスプレイ２００の左上部分を更に詳しく示す。
【００１２】  尚、図２Ｂでは、各画素エレメント、例えば、（Ｒ１，Ｃ４）画素エレメントが、３つの別個のサブエレメント即ちサブコンポーネント、赤サブコンポーネント２０６、緑サブコンポーネント２０７および青サブコンポーネント２０８から成ることを注記しておく。公知の各サブコンポーネント２０６、２０７、２０８は、画素の幅の１／３または約１／３であり、一方その高さは、画素の高さと等しいかほぼ等しい。したがって、組み合わせると、３つの１／３幅の画素サブコンポーネント２０６、２０７、２０８が単一の画素エレメントを形成する。
【００１３】  図２Ａに示すように、ＲＧＢ画素サブコンポーネント０２６、２０７、２０８の１つの公知の構成では、ディスプレイ２００の下に向かう垂直なカラー・ストライプとして現れるものを形成する。したがって、図２Ａおよび図２Ｂに示す公知の形態では、１／３幅のカラー・サブコンポーネント２０６、２０７、２０８の配列を「縦型ストライピング」と呼ぶこともできる。
【００１４】  図示の目的上図２Ａに示すのは１２行および１６列のみであるが、一般的な列×行の比は、例えば、６４０×４８０、８００×６００、および１０２４×７６８を含む。尚、公知のディスプレイ装置は、通常、ランドスケープ状に配置したディスプレイ、即ち、図２Ａに示すように、縦よりも横の方が広く、ストライプが縦方向に走るモニタとなっている。
【００１５】  ＬＣＤを製造する際、画素のサブコンポーネントをいくつかの追加パターンに配列する。これらのパターンには、例えば、ジグザグ・パターン、およびカムコーダのビュー・ファインダでは一般的な、デルタ・パターンが含まれる。本発明の特徴は、このような画素サブコンポーネント配列と共に用いることができるが、ＲＧＢストライピング構成の方が一般的であるので、本発明の例示の実施形態は、ＲＧＢストライプ・ディスプレイに関連して説明することとする。
【００１６】  従来より、１つの画素エレメントに対する各画素サブコンポーネント集合は、単一の画素単位として扱われている。したがって、公知のシステムでは、画素エレメントの全画素サブコンポーネントに対する光度値は、画像の同じ部分から発生する。例えば、図２Ｃに示す格子２２０によって表現する画像について考える。図２Ｃでは、各正方形は、単一の画素エレメント、例えば、格子２３０の対応する正方形の赤、緑および青画素サブコンポーネントによって表現する画像のエリアを表す。図２Ｃでは、斜線を付けた円を用いて、光度値を発生する単一の画像サンプルを表している。尚、公知のシステムでは、画像２２０の単一サンプル２２をどのように用いて、赤、緑、および青画素サブコンポーネント２３２、２３３、２３４の各々に光度値を発生するのかに注目すること。このように、公知のシステムでは、一般に、ＲＧＢ画素サブコンポーネントを１つのグループとして用い、表現する画像の単一サンプルに対応する単一のカラー画素を発生する。
【００１７】  各画素サブコンポーネント・グループからの光は、実際には互いに加算し合って、単一カラーの効果が得られる。その色相、彩度、および強度は、３つの画素サブコンポーネントの各々の値によって決まる。例えば、各画素サブコンポーネントは、０から２５５までの間の強度を有することができる。３つの画素サブコンポーネント全てに２５５の強度を与えた場合、目は画素を白として認知する。しかしながら、３つの画素サブコンポーネントの全てに、当該３つの画素サブコンポーネントをオフにする値を与えた場合、目は黒い画素を認知する。各画素サブコンポーネントのそれぞれの強度を変化させることにより、これら２つの極値の間で、何百万ものカラーを発生することが可能となる。
【００１８】  公知のシステムでは、単一のサンプルを、各々幅が画素の１／３である３つの画素サブコンポーネントにマッピングするので、左右の画素サブコンポーネントの空間変位が発生する。何故なら、これらのエレメントの中心がサンプルの中心から１／３にあるからである。
【００１９】  例えば、表現する画像が赤い立方体であり、緑および青コンポーネントが０に等しい場合を検討する。サンプルおよび緑画像サブコンポーネント間の変位の結果、図２Ａに示すタイプのＬＣＤディスプレイ上に表示した場合、ディスプレイ上における立方体の見掛け上の位置は、その実際の位置より１画素の１／３だけ左にずれることになる。同様に、青い立方体は、画素の１／３だけ右に変位して見えることになる。このように、ＬＣＤスクリーンに用いる公知のイメージング技術では、望ましくない画像の変位誤差が生ずる可能性がある。
【００２０】  テキスト・キャラクタは、一種の画像を表し、１インチ当たり７２または９６ドット（画素）（ｄｐｉ）の典型的なフラットパネル・ディスプレイの解像度では、精度高く表示することは特に困難である。このような表示解像度は、殆どのプリンタに対応する６００ｄｐｉや、書籍や雑誌のように市販の印刷文書において見られる、それよりも更に高い解像度よりも、遥かに劣っている。
【００２１】  殆どのビデオディスプレイ装置の表示解像度が比較的低いために、特に、１０、１２、および１４ポイントのフォントといった共通のテキスト・サイズでは、滑らかなキャラクタ形状を描くために十分な画素が得られない。このような共通のテキスト・レンダリング・サイズでは、同じタイプフェースの異なるサイズおよびウェイト（weight）、例えば、厚さの間の諧調は、それらの印刷による同等物よりも遥かに粗雑である。
【００２２】  標準的な画素の比較的粗いサイズは、エイリアス効果を生じやすく、表示したタイプ・キャラクタのエッジがぎざぎざになってしまう。例えば、粗いサイズの画素では、タイプフェース・キャラクタを形成するストロークの端部、例えば、底部におけるセリフ、短いラインまたは装飾を正方形に仕切ってしまう（squaring off）場合が多い。このために、セリフを幅広く用いる傾向がある、多くのとても面白いまたは装飾付きのタイプフェースを精度高く表示することが困難となる。
【００２３】  このような問題は、特に、キャラクタのステム、例えば、細い垂直部分において顕著である。画素は従来のモニタの最少表示単位であるので、従来の技術を用いて、１画素のステムのウェイト未満で、キャラクタのステムを表示することはできない。更に、ステムのウェイトは、一度に１画素についてのみ、増加できるに過ぎない。したがって、ステムのウェイトは、１ないし２画素の幅で跳んでしまう。多くの場合、１画素幅のキャラクタ・ステムは細すぎ、一方２画素幅のキャラクタ・ステムは太すぎる。小さなキャラクタのタイプフェースをボールドフェースでディスプレイ画面上に作成するには、ステム・ウェイトを１画素から２画素に変更する必要があるので、両者間のウェイトの差は１００％となる。印刷では、ボールドは、典型的に、その通常の即ちローマン・フェースの同等物よりも２０または３０パーセント重いだけに過ぎない。一般に、この「１画素、２画素」問題は、ディスプレイ装置に固有特性として扱われており、単に受け入れざるを得ないこととなっている。
【００２４】  従来のキャラクタ表示分野における研究は、部分的に、ＣＲＴディスプレイ上におけるキャラクタの表示を改善するために設計されたエリアシング防止技術の開発を中心に進められてきた。一般に用いられるエリアシング防止技術は、キャラクタの縁を含む画素に、グレーの中間調を用いなければならない。実際、これのために、形状ににじみが生じ、縁の空間周波数の低下を招くが、意図するキャラクタ形状の近似は改善する。公知のエリアシング防止技術は、ＣＲＴディスプレイ装置上に表示されるキャラクタの品質を格段に改善することができるが、これらの技術の多くは、ＬＣＤディスプレイ装置に適用した場合、画素サブコンポーネント配列に関してＣＲＴディスプレイとは著しく相違するため、効果が得られない。
【００２５】  エリアシング防止技術は、少なくともＣＲＴディスプレイ上において、テキストを比較的低い解像度で表示する場合に伴うエリアシングの問題には役立ったが、画素サイズの問題、および精度高くキャラクタ・ステム幅を表示することができないという問題は、本発明以前では、ディスプレイ装置の不変の特性であり、耐える以外にないと考えられていた。
【００２６】  前述に鑑み、フラットパネル・ディスプレイ装置上にテキストを表示する新規で改良された方法および装置が求められていることは明らかである。その新たな方法の少なくとも一部は、既存のディスプレイ装置およびコンピュータと共に用いるのに適していることが望ましい。また、少なくとも一部の方法および装置は、例えば、テキストを表示する新たなディスプレイ装置および／または新たな方法を用いて、新たなコンピュータ上に表示するテキストの品質向上を目的とすることが望ましい。
【００２７】  グラフィクスの特殊な場合であるテキストの表示は、多くのコンピュータ・アプリケーションにおいて主要な関心事であるが、その他のグラフィクス、幾何学的形状、例えば、円、正方形等や、写真のような取り込んだ画像を高精度かつ明確に表示するように改良した方法および装置も求められている。
（本発明の概要）
本発明は、全画素ではなく多数の画素サブコンポーネントの各々上の画像の異なった部分を表現することによって画像を表示する画像表示方法および装置を目的とする。
【００２８】  本願の発明者は、光の強度が変化する輝度の縁に対する方が、色の強度が変化するクロミナンスの縁に対するよりも人の目が敏感であるという公知の原理を認識した。これは、例えば、緑の背景上で赤いテキストを読み取ることが非常に難しいことの理由である。また、目は、赤、緑および青の色に対して等しく感応しないという公知の原理も、発明者は認識した。実際、完全に白い画素における１００パーセント光度の内、赤い画素サブコンポーネントは、認知される輝度全体に対して約３０％、緑は６０％、そして青は１０％寄与する。
【００２９】  本発明の種々の特徴は、ディスプレイの個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として利用することにより、ディスプレイの有効解像度を、ＲＧＢストライピングの方向に対して垂直な次元において、３倍もの高さに高めることを目的とする。これによって、視覚可能な解像度の大幅な改良が可能となる。
【００３０】  本発明の方法は、公知の表示技術と比較すると、クロミナンスの品質に多少の低下を伴う場合もあるが、前述のように、人間の目は、クロミナンスよりも輝度の縁に対して敏感である。したがって、本発明は、カラー品質に及ぼす本発明の技術の悪影響を考慮してもなお、従来のレンダリング技術に比較して、画像の品質を大幅に改良することができる。
【００３１】  前述のように、公知のモニタは垂直ストライピングを用いる場合が多い。キャラクタ・ステムは垂直方向に現れ、水平方向に流れるテキストをレンダリングする場合、垂直ラインの厚さを精度高く制御する能力の方が、水平ラインの厚さを制御する能力よりも重要な場合が多い。
【００３２】  これを念頭に入れ、少なくともテキストの用途では、モニタの最大解像度は、垂直方向ではなく、水平方向に有する方が望ましいという場合が多い。したがって、本発明にしたがって実現する種々のディスプレイ装置は、水平ではなく、垂直ＲＧＢストライピングを利用する。これによって、このようなモニタは、本発明にしたがって利用すれば、垂直方向よりも水平方向の解像度の方が高くなる。しかしながら、本発明は、水平ＲＧＢストライピングのモニタにも同様に適用可能であり、従来の画像レンダリング技術に比較して、垂直方向の解像度を高めることが可能となる。
【００３３】  画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱う場合に用いて好適な新たなディスプレイ装置に加えて、本発明は、本発明による画素サブコンポーネントの使用を容易にする、新たな改良したテキスト、グラフィクスおよび画像レンダリング技術も目的とする。
【００３４】  テキストを含む画像の表示は、スキャン変換を含む、いくつかのステップを伴う。スキャン変換とは、画像の幾何学的表現をビットマップに変換するプロセスのことである。本発明のスキャン変換動作は、画像の異なる部分を異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを伴う。これは、画像の同じ部分を用いて光度値を判定し、１つの画素を表す３つの画素サブコンポーネントの各々と共に用いる、公知のスキャン変換技術とは全く異なる。
【００３５】  重み付けは、スキャン変換動作の間に適用することができる。重み付けが適用されるとき、画像の異なるサイズの領域が用いられて、特定の画素サブコンポーネントをターン・オンするかまたはターン・オフするかが判定される。例えば、重み付けをスキャン変換の間に使用して、画素にマッピングされる画像エリアの６０％を、緑画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用し、同じ画素にマッピングされる画像エリアの別の３０％を、赤画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用し、同じ画素にマッピングされる画像エリアの別の１０％を、青画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用することができる。
【００３６】  本発明のスキャン変換動作は、画像スケーリング、ヒンティング、カラー処理動作を含む他の動作と共に使用することができ、それら他の動作は、画像内の画素サブコンポーネント境界と、フラットパネル・ディスプレイ装置の画素サブコンポーネントの別個に制御可能な性質を考慮に入れるものである。
【００３７】  本発明の方法および装置の数多くの追加の特徴、実施形態および利点は、以下の詳細な説明に明記してある。
（詳細な説明）
前述のように、本発明は、全画素ではなく多数の画素サブコンポーネントの各々上の画像の異なった部分を表現することによって、ディスプレイ装置上において、画像、例えば、テキストおよび／またはグラフィックスを表示する方法および装置に関する。
【００３８】  本発明の種々の方法は、１画素を構成する１組のＲＧＢ画素サブコンポーネントを単一の光度単位として扱うのではなく、各画素サブコンポーネントを別個の独立した光度源として用いようとするのである。これによって、ＲＧＢ水平または垂直ストライピングのディスプレイ装置を、ストライピングの方向に垂直な次元における有効解像度がストライピングの次元よりも３倍まで高いものとして扱うことが可能となる。本発明の種々の装置は、画素サブコンポーネントを個別に制御できることを利用した、ディスプレイ装置および制御装置を目的とする。
【００３９】  重み付けは、スキャン変換動作の間に適用することができる。重み付けが適用されるとき、スケーリングされた画像の異なるサイズの領域が用いられて、特定の画素サブコンポーネントをターン・オンするかまたはターン・オフするかが判定される。重み付けを用いると、画素の画素サブコンポーネントの少なくとも１つは、マッピングされる画像データの２以上のサンプルまたはセグメントを有する。
【００４０】  重み付けの一例では、画素にマッピングされる画像エリアの６０％を、緑画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用し、同じ画素にマッピングされる画像エリアの別の３０％を、赤画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用し、同じ画素にマッピングされる画像エリアの別の１０％を、青画素サブコンポーネントの光度を判定するために使用する。
Ａ．例示のコンピューティングおよびハードウェア環境
図５および以下の論述は、本発明の少なくとも一部の態様を実現可能な装置例について、端的な全体的説明を与える。本発明の種々の方法は、全体的に、パーソナル・コンピュータのようなコンピュータ・デバイスによって実行する、コンピュータ実行可能命令、例えば、プログラム・モジュールに関連付けて、説明する。本発明の他の態様は、物理的なハードウエア、例えば、ディスプレイ装置コンポーネントおよびディスプレイ画面等に関して説明する。
【００４１】  本発明の方法は、ここに記載する特定のコンピュータ・デバイス以外の装置でも実行可能である。プログラム・モジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含むことができ、タスク（複数のタスク）を実行したり、あるいは特定の抽象的データ・タイプを実装する。更に、当業者は、本発明の態様の少なくとも一部は、他の構成と共にでも実施可能であることを認めよう。その中には、ハンド・ヘルド・デバイス、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサを用いた消費者電子機器またはプログラム可能消費者電子機器、ネットワーク・コンピュータ、ミニコンピュータ、セット・トップ・ボックス、メインフレーム・コンピュータ、例えば、自動車、航空機、工業的用途等に用いるディスプレイを含む。また、本発明の態様の少なくとも一部は、通信ネットワークを通じてリンクしたリモート処理デバイスによってタスクを実行する分散型計算機環境においても実施可能である。分散型計算機環境では、ローカルおよび／またはリモートのメモリ記憶装置に、プログラム・モジュールを配置することができる。
【００４２】  図５を参照すると、本発明の態様の少なくとも一部を実現する装置の一例５００は、汎用計算デバイスを含む。パーソナル・コンピュータ５２０は、処理ユニット５２１、システム・メモリ５２２、ならびにシステム・メモリないし処理ユニット５２１までを含む種々のシステム・コンポーネントを結合するシステム・バス５２３を含むことができる。システム・バス５２３は、いくつかのタイプのバス構造のいずれでもよく、メモリ・バスまたはメモリ・コントローラ、周辺バス、および種々のバス・アーキテクチャのいずれかを用いたローカル・バスを含む。システム・メモリは、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）５２４および／またはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２５を含むことができる。起動中のように、パーソナル・コンピュータ５２０内部のエレメント間で情報を転送する役割を担う基本ルーチンを含む基本入出力システム５２６（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ５２４に格納することができる。また、パーソナル・コンピュータ５２０は、ハード・ディスク（図示せず）に対する読み書きを行なうハード・ディスク・ドライブ５２７、磁気ディスク（５２９（例えば、リムーバブル）に対する読み書きを行なう磁気ディスク・ドライブ５２８、およびコンパクト・ディスクまたはその他の（磁気）光学媒体のようなリムーバル（磁気）光学ディスク５３１に対する読み書きを行なう光ディスク・ドライブ５３０を含むことができる。ハード・ディスク・ドライブ５２７、磁気ディスク・ドライブ５２８、および（磁気）光ディスク・ドライブ５３０は、ハード・ディスク・ドライブ・インターフェース５３２、磁気ディスク・ドライブ・インターフェース５３３、および（磁気）光ディスク・ドライブ・インターフェース５３４をそれぞれ介して、システム・バス５２３と結合することができる。ドライブおよびそれらに関連する記憶媒体は、機械読み取り可能命令、データ構造、プログラム・モジュールおよびパーソナル・コンピュータ５２０のためのその他のデータの不揮発性格納を行なう。ここに記載する環境の一例では、ハード・ディスク、リムーバブル磁気ディスク５２９およびリムーバル光ディスク５３１を採用するが、当業者は、磁気カセット、フラッシュ・メモリ・カード、ディジタル・ビデオ・ディスク、ベルヌーイ・カートリッジ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）等のような、その他の種類の記憶媒体も、先に紹介した記憶装置の代わりに、またはこれらに加えて、使用可能であることを認めよう。
【００４３】  例えば、オペレーティング・システム５３５、１つ以上のアプリケーション・プログラム５３６、その他のプログラム・モジュール５３７、および／またはプログラム・データ５３８のような多数のプログラム・モジュールを、ハード・ディスク５２７、磁気ディスク５２９、（磁気）光ディスク５３１、ＲＯＭ５２４またはＲＡＭ５２５上に格納することができる。ユーザは、例えば、キーボード５４０およびポインティング・デバイス５４２のような入力デバイスによって、パーソナル・コンピュータ５２０にコマンドおよび情報を入力することができる。マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、衛星ディッシュ、スキャナ等のようなその他の入力デバイス（図示せず）も含むことができる。多くの場合、これらおよびその他の入力デバイスは、システム・バスに結合されているシリアル・ポート・インターフェース５４６を介して、処理ユニット５２１に接続されている。しかしながら、入力デバイスは、パラレル・ポート、ゲーム・ポートまたはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）のようなその他のインターフェースによって接続することも可能である。また、例えば、ビデオ・アダプタ５４８のようなインターフェースを介して、モニタ５４７またはその他のディスプレイ装置をシステム・バス５２３に接続することも可能である。モニタ５４７に加えて、パーソナル・コンピュータ５２０は、例えば、スピーカやプリンタのような、その他の周辺出力デバイス（図示せず）も含むことができる。
【００４４】  パーソナル・コンピュータ５２０は、リモート・コンピュータ５４９のような１つ以上のリモート・コンピュータに対する論理接続を規定する、ネットワーク環境においても動作可能である。リモート・コンピュータ５４９は、別のパーソナル・コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア・デバイスまたはその他の一般的なネットワーク・ノードとすることもでき、更にパーソナル・コンピュータ５２０に関連して先に述べたエレメントの多くまたは全てを含むこともできる。図５に示す論理接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）５５１およびワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）５２２、イントラネットならびにインターネットを含む。
【００４５】  ＬＡＮにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ５２０は、ネットワーク・インターフェース・アダプタ（即ち、「ＮＩＣ」）５５３を介してＬＡＮ５５１に接続することができる。インターネットのようなＷＡＮにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ５２０は、モデム５５４、またはワイド・エリア・ネットワーク５５２上で通信を確立するその他の手段を含めばよい。モデム５５４は、内蔵でも外付けでもよく、シリアル・ポート・インターフェース５４６を介してシステム・バス５２３に接続することができる。ネットワーク環境では、パーソナル・コンピュータ５２０に関連して先に示したプログラム・モジュールの少なくとも一部をリモート・メモリ記憶装置に格納することができる。図示のネットワーク接続は一例であり、コンピュータ間に通信リンクを確立するその他の手段も使用可能である。
【００４６】  図７Ａは、本発明の一実施形態にしたがって実現したディスプレイ装置６００を示す。ディスプレイ装置６００は、例えば、フラットパネル・ディスプレイが望ましい携帯用コンピュータまたはその他のシステムにおける使用に適している。ディスプレイ装置６００は、ＬＣＤディスプレイとして実現することができる。一実施形態では、公知のコンピュータ１００の表示および制御ロジックを、本発明のディスプレイ装置６００および表示制御ロジック、例えば、ルーチンと置換し、携帯用コンピュータに、水平ＲＧＢストライピングおよび画像の異なる部分を表すために用いる画素サブコンポーネントを備える。
【００４７】  図示のように、ディスプレイ装置６００は、１６列の画素エレメントＣ１〜Ｃ１６、および１２行の画素エレメントＲ１〜Ｒ１２を含み、１６×１２画素を有するディスプレイとなる。ディスプレイ６００は、殆どのコンピュータ・モニタの場合と同様、縦よりも横の方が大きくなるように配置されている。ディスプレイ７００は、本特許における図示の目的上１６×１２画素に限定しているが、図７Ａに示すタイプのモニタは、あらゆる数の垂直および水平画素エレメントでも有することができ、例えば、６４０×８４０、８００×６００、１０２４×７６８および１２８０×１０２４という水平対垂直画素比、更には正方形表示が得られる比率を有するディスプレイも可能である。
【００４８】  ディスプレイ６００の各画素エレメントは、３つのサブコンポーネント、赤画素サブコンポーネント６０２、緑画素サブコンポーネント６０４、および青画素サブコンポーネント６０６を含む。図７Ａの実施形態では、各画素サブコンポーネント６０２、６０４、６０６は、画素の高さの１／３に等しいまたはほぼ等しい高さ、および画素の幅に等しいまたはほぼ等しい幅を有する。
【００４９】  モニタ６００において、ＲＧＢ画素サブコンポーネントは、水平ストライプを形成するように配列する。これは、前述のモニタ２００に用いた垂直ストライプ配列とは逆である。特に、モニタ６００は、例えば、アプリケーション上水平解像度よりも垂直解像度の方が高いことが望ましいグラフィクス・アプリケーションにおいて用いるとよい。
【００５０】  図７Ｂは、ディスプレイ６００の左上部分を更に詳細に示す。図７Ｂでは、水平ＲＧＢストライピング・パターンを明確に見ることができ、文字Ｒ、ＧおよびＢを用いて、対応する色の画素サブコンポーネントを示す。
【００５１】  図７Ｃは、本発明にしたがって実現した他のディスプレイ装置７００を示す。図７Ｃは、水平画素エレメントよりも垂直画素エレメントの方が多いディスプレイ装置、例えば、ＬＣＤディスプレイにおける垂直ＲＧＢストライピングの使用を示す。１２×１６ディスプレイを示すが、ディスプレイ７００は、あらゆる数の画素列／行でも実現可能であり、正方形の表示が得られる列／行比も含むことは理解されよう。
【００５２】  ディスプレイ装置７００は、水平に流れるテキストのポートレート・タイプ表示が望ましい場合に特に適している。図２Ａのモニタの場合と同様、各画素エレメントは、３つのサブ画素コンポーネント、即ち、Ｒ、Ｇ、およびＢ画素サブコンポーネントから成る。
【００５３】  ディスプレイ７Ａはある種のグラフィクス・アプリケーションには望ましいが、高品質のキャラクタを生成するには、キャラクタ・ステムの正確な表現、キャラクタの比較的長く細い垂直部分の方が、セリフの表現よりも遥かに重要である。垂直ストライピングは、本発明にしたがって用いる場合、一度に画素の幅の１／３だけステムを調節可能であるという、格別の利点を有する。したがって、垂直ストライピング配列を有する装置２００または７００のようなディスプレイ装置を、本発明の表示方法と共に用いることにより、ステムの調整が１画素ずつに限定される公知の水平ストライピング配列よりも、高い品質のテキストを得ることができる。
【００５４】  垂直ストライピングの別の利点として、画素サイズよりも小さい刻みの幅、例えば、画素サイズの１／３刻みでキャラクタの間隔を調節できることがあげられる。キャラクタ間隔は、読み易さ（legibility）にとっては重要なテキスト特性である。したがって、垂直ストライピングを用いることによって、テキスト間隔の改善、およびステムのウェイトの精細化を得ることができる。
【００５５】  図８は、本発明によるコンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングする際に用いる、図５のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す。
【００５６】図示のように、アプリケーション・ルーチン５３６は、例えば、ワード・プロセッサ・アプリケーションとすることができ、テキスト出力サブコンポーネント８０１を含む。テキスト出力サブコンポーネント８０１は、矢印８１３で表すように、テキスト情報をオペレーティング・システム５３５に出力し、ディスプレイ装置５４７上にレンダリングする役割を担う。テキスト情報は、例えば、レンダリングするキャラクタを識別する情報、レンダリングの間に用いるフォント、およびキャラクタをレンダリングする際のポイント・サイズを含む。
【００５７】  オペレーティング・システム５３５は、ディスプレイ装置５４７上におけるテキストの表示を制御する役割を担う種々のコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、表示情報８１５、ディスプレイ・アダプタ８１４、およびグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２を含む。表示情報８１５は、例えば、レンダリングの間に適用するスケーリングに関する情報、および／または前景／背景カラー情報を含む。ディスプレイ・アダプタは、グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２からビットマップ画像を受け取り、ビデオ信号を発生し、ビデオ・アダプタ５４８に供給して、ディスプレイ５４７による光学的表示を行なう。矢印８１５は、ビットマップ画像のグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２からディスプレイ・アダプタ８１４への通過を表す。
【００５８】  グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２は、テキストだけでなくグラフィクスを処理するためのルーチンも含む。エレメント８０４は、テキストを処理するために用いる、タイプ・ラスタライザである。タイプ・ラスタライザは、アプリケーション５３６から得たテキスト情報を処理し、これからビットマップ表現を発生する役割を担う。タイプ・ラスタライザ８０４は、キャラクタ・データ８０６、ならびにレンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７を含む。
【００５９】  キャラクタ・データ８０６は、例えば、ベクトル・グラフィクス、ライン、ポイントおよび曲線を含み、１組以上のキャラクタの高解像度ディジタル表現が得られる。
【００６０】  図３に示すように、テキスト・キャラクタ３０２を処理し、データ８０６のような、その高解像度ディジタル表現を発生し、これをメモリに格納しておきテキスト発生の間に使用できるようにすることは公知である。したがって、データ８０６の発生３０４および格納３０６については、ここでは詳細に論じないことにする。
【００６１】  レンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７は、スキャン変換サブルーチン８１２を含み、またスケーリング・サブルーチン８０８、ヒンティング・サブルーチン８１０、およびカラー補償ルーチン８１３も含むことができる。スキャン変換動作を実行しテキスト画像をレンダリングすることは普通のことであるが、本発明のルーチンおよびサブルーチンは、画面のＲＧＢ画素サブコンポーネントを別個の光度エンティティとして利用するかあるいは扱い、レンダリングする画像の異なる部分を表現するために使用できるようにした点において、公知のサブルーチンとは異なっている。カラー補償サブルーチン８１３は、スキャン変換サブルーチン８１２によって作成したビットマップ画像に対してカラー補償調節を実行し、画素の３つのカラー・サブコンポーネントの各々を別個の光度エレメントとして扱ったことによって生じ得る、望ましくない色縁効果を補償する役割を担う。本発明のサブルーチン８０８、８１０、８１２および８１３の各々が実行する動作について、これより詳細に説明する。
Ｂ．スケーリングおよびスキャン変換動作
本発明に従って使用できるレンダリング・ルーチンおよびラスタ化ルーチンは、スケーリングルーチンおよびスキャン変換ルーチンを含み、これにより表示スクリーンのＲＧＢ画素サブコンポーネントを、レンダリングされる画像の異なる部分を表す別個の光度エンティティとして使用することを可能にする。
【００６２】  本発明の１つの実施形態によると、非正方形スケーリングは、各画素エレメントに含まれる画素サブコンポーネントの方向および／または数の関数として行われる。特に、高解像度キャラクタ・データ、例えば、テキストおよびフォント情報により指定されたように表示されるキャラクタを表すラインおよびポイントなどは、ストライピングに直交する方向に、ストライピングの方向におけるよりも大きいレートでスケーリングされる。これにより、後の画像処理動作では、本発明に従って個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として用いることにより達成できる高い解像度の利点を活かすことが可能となる。
【００６３】  即ち、図７Ａに示すタイプのディスプレイが、データを表示する装置として使用されたときに、スケーリングは、水平方向において行ったよりも大きいレートで、垂直方向において行われる。例えば図２Ａおよび図７Ｃに示すスクリーンのような垂直ストライピングを持つスクリーンを用いるときには、スケーリングは、垂直方向において行ったよりも大きいレートで、水平方向において行われる。
【００６４】  垂直画像方向と水平画像方向とのスケーリングの差異は、使用されるディスプレイおよび後に行われるスキャン変換プロセスによって変わる。スケーリング情報を含むディスプレイ情報８１５は、所与の実施形態において行われるスケーリングを決定するために用いられる。
【００６５】  本発明の多種の実施形態において、スケーリングは、各画素を形成する画素サブコンポーネントの数に関係しないレートで、ストライピングに直交する方向において行われる。例えば、ＲＧＢ画素サブコンポーネントを用いて各画素を形成する１つの実施形態において、スケーリングは、ストライピングの方向において行われるスケーリングのレートの２０倍のレートで、ストライピングに直交する方向において行われる。殆どの場合、キャラクタまたは画像のスケーリングは、これに限るものではないが、赤、緑、青のストライプを、それらの光度の寄与に比例してさらに分割することを可能とするレートで、ストライピングに直交する方向において行われる。
【００６６】
図１０Ａおよび１０Ｂは、ストライピングに直角の方向に倍率３でスケーリングされ、ストライピングに平行の方向に倍率１でスケーリングされた画像データを示す。対照的に、図１１は、ストライピングに直角の方向に倍率１０でスケーリングされた画像データを示す。従って、図１１はスケーリングおよびスキャン変換の一例を示し、それにより、少なくとも画素サブコンポーネントの１つが、それにマッピングされる２つ以上のサンプルを有することができるということが容易に理解できる。
【００６７】  図１０Ａは、図７Ａに示すような水平ストライピングをもつモニタへの文字ｉの表示を見越して、文字ｉ（１００２）の高解像度表現に対して行われるスケーリング動作を示す。この例において、水平（Ｘ）方向におけるスケーリングは×１のレートで適用され、垂直（Ｙ）方向におけるスケーリングは×３のレートで適用されることに留意されたい。その結果として、スケーリングされた文字１００４の高さは３倍の高さとなるが、幅は元のキャラクタ１００２と同じ幅となる。
【００６８】  図１０Ｂは、図２Ａおよび７Ｃに示すような垂直ストライピングをもつモニタへの文字ｉの表示を見越して、文字ｉ（１００２）の高解像度表現に対して行われるスケーリング動作を示す。この例において、水平（Ｘ）方向におけるスケーリングは×３のレートで適用され、垂直（Ｙ）方向におけるスケーリングは×１のレートで適用されることに留意されたい。その結果として、スケーリングされたキャラクタ１００８の高さは元のキャラクタ１００２と同じとなるが、幅は３倍となる。
【００６９】  他の量によるスケーリングも可能である。例えば、加重スキャン変換動作が、後続するスキャン変換動作の一部として、画素サブコンポーネントに対する光度値を決定するときに適用される場合には、スケーリングは、使用されるＲＧＢのストライピングおよび重み付けの関数として行われる。１つの実施形態では、ＲＧＢストライピングに直角の方向におけるスケーリングは、スキャン変換動作の間に用いられた整数の重みの合計と等しいレートで行われる。１つの特定の実施形態において、この結果、ストライピングに直角の方向のスケーリングがｘ１０のレートとなり、他方、スケーリングは、ストライピングに平行な方向においてｘ１のレートで行われる。このレートでのスケーリングは、以下に詳細に説明する図１１に示されたようなスキャン変換動作において後に使用することができるスケーリングされた画像のデータを生成する。
【００７０】  スキャン変換は、スケーリングしたキャラクタを表す幾何学的形状のビットマップ画像への変換を伴う。従来のスキャン変換動作は、スケーリング画像の対応部分をマッピングすることができる個々の単位として、画素を扱っていた。したがって、従来のスキャン変換動作の場合、画像の同じ部分を用いて光度値を決定し、スケーリング画像の一部をマッピングする先である、画素エレメントのＲＧＢ画素サブコンポーネントの各々と共に用いる。図２Ｃは、公知のスキャン変換プロセスの一例であり、ビットマップとして表現する画像をサンプリングし、サンプル値から光度値を発生することを伴う。
【００７１】  本発明によれば、画素のＲＧＢ画素サブコンポーネントは、独立した光度エレメントとして扱う。したがって、各画素サブコンポーネントを別個の光度コンポーネントとして扱い、これに、スケーリング画像の別個の部分をマッピングすることができる。このように、本発明は、スケーリング画像の異なる部分を、異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを可能とし、公知のスキャン変換技術によって可能な解像度よりも高い解像度を得ることができる。即ち、種々の実施形態において、スケーリング画像の異なる部分を用いて、各画素サブコンポーネントと共に用いる光度値を独立して決定する。
【００７２】  図６は、スキャン変換の一例を示し、これにおいて、格子６２０で表す画像の空間的に変位した別個の画像サンプル６２２、６２３、６２４を用いて、発生するビットマップ画像６３０の対応部分６３２、６３３、６３４と関連する赤、緑および青強度値を発生する。画像データをサンプリングし、別個の画像サンプル６２２，６２３，６２４を、図６に示したように、部分６３２，６３３，６３４に関連する赤、緑、青の画素サブコンポーネントにマッピングすることは、サンプルを個々の画素サブコンポーネントにマッピングするステップに対応するアクトまたは動作(act)の例を表している。図６の例では、赤および青に対する画像サンプルは、それぞれ、緑のサンプルから１画素の幅の−１／３および＋１／３の距離だけ空間的に変位している。このようにして、図２Ｃに示す公知のサンプリング／画像表現方法では発生する変位問題を回避する。
【００７３】  図に示す例では、白を用いて、スキャン変換動作によって発生するビットマップ画像において「オンにする」画素サブコンポーネントを示す。白でない画素サブコンポーネントは「オフ」状態にある。
【００７４】  黒いテキストの場合、「オン」は、当該画素サブコンポーネントに関連する強度値を制御して、画素サブコンポーネントが光を出力しないようにすることを暗示する。白い背景画素を想定すると、「オン」でないサブコンポーネントには、最大光出力を出力させる強度値が割り当てられることになる。
【００７５】  前景および背景のカラーを用いる場合、「オン」は、３つの画素サブコンポーネント全てを用いて前景カラーを発生するとすれば指定の前景カラーを生成する値を、画素サブコンポーネントに割り当てることを意味する。「オン」でない画素サブコンポーネントには、３つの画素サブコンポーネント全てを用いて背景カラーを発生するとすれば指定の背景カラーを生成する値を割り当てる。
【００７６】  スケーリング中、画素サブコンポーネントを「オン」にするか否かについて判定する第１の技法は、スケーリング格子の一部によって表され、画素サブコンポーネントにマッピングされる、スケーリング画像セグメントの中心が、表示する画像のスケーリング表現内部にあるか否かについて判定することである。別の技法は、画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像セグメントの５０％以上が、表示する画像によって占められているか否かについて判定することである。占められている場合、画素サブコンポーネントを「オン」にする。例えば、格子セグメント１２０２によって表されるスケーリング画像セグメントが、少なくとも５０％画像１００４によって占められている場合、対応する画素サブコンポーネントＣ１、Ｒ５をオンにする。以下で論ずる図１１の例では、いつ画素サブコンポーネントをオンにするか判定する第１の技法を採用する。
【００７７】  図１１は、スキャン変換動作の間適用する重み付けの１例を示している。重み付けを適用する場合、スケーリング画像の異なるサイズの領域を用いて、個々の画素サブコンポーネントをオンにするかまたはオフにするか、あるいはその中間の値にするか（グレー・スケーリングの場合のように）について判定することができる。
【００７８】  前述のように、人の目は、異なるカラー光源からの異なるレートの光強度を認知する。緑は、赤、緑および青画素サブコンポーネントをそれらの最大光強度出力に設定することによって得られる白画素の認知輝度に約６０％寄与し、赤は約３０％寄与し、青は約１０％寄与する。
【００７９】  本発明の一実施形態によれば、スキャン変換中に重み付けを用いる場合、画素にマッピングするスケーリング画像面積の６０％を用いて緑画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の３０％を用いて赤画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の１０％を用いて、青画素サブコンポーネントの光度を判定する。
【００８０】  本発明の特定的な一実施形態では、スケーリング動作の間、ストライピングに対して垂直な方向における画像のスケーリングは、ストライピングの方向におけるスケーリングのレートの１０倍のレートで行なう。こうすると、加重スキャン変換動作が簡単になる。次に、例えば、前述した形式の加重スキャン変換動作を用いて、スキャン変換の間にスケーリング画像を処理する。
【００８１】  図１１は、画像１００２を垂直方向に１０倍、水平方向に１倍でスケーリングした、スケーリング画像の第１列１４００に対する加重変換動作の実行を示す。図１１では、単一画素に対応するその画像の部分は、１０個のセグメントから成る。前述の加重スケーリング技術にしたがって、スケーリング画像の各画素エリアの最初の組の３セグメントを用いて、ビットマップ画像１４０２内の１画素に対応する赤の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。スケーリング画像１４００の各画素エリアの次の組の６セグメントを用いて、ビットマップ画像１４０２内の同じ画素に対応する緑の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。こうして、青の画素サブコンポーネントの光度値を判定する際に用いるために、スケーリング画像１４００の各画素エリアの最後のセグメントを残す。
【００８２】  図１１に示すように、このプロセスにより、ビットマップ画像１４０２の列１、行４の青画素サブコンポーネントおよび列１、行５の赤画素サブコンポーネントが「オン」となり、列１の残りの画素サブコンポーネントが「オフ」となる。
【００８３】  概略的に、本発明のスキャン変換プロセスを、画素サブコンポーネントを「オン」または「オフ」にすることに関して説明した。
本発明の種々の実施形態、特に、例えばグラフィクス画像と共に用いて好適なものは、グレー・スケール技術の使用を伴う。このような実施形態では、前述の実施形態の場合と同様、スキャン変換動作は、スケーリング・ヒント画像の部分を、対応する画素サブコンポーネントに独立してマッピングし、ビットマップ画像を形成することを伴う。しかしながら、グレー・スケールの実施形態では、画素サブコンポーネントに割り当てる強度値は、表示するスケーリング画像によって占められる画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像の部分の関数として決定する。例えば、０から２５５までの間の強度値を画素サブコンポーネントに割り当てることができ、０は事実上オフであり、２５５は最大強度であるとすると、スケーリング画像のセグメント（格子セグメント）が表示する画像によって５０％占められている場合、スケーリング画像セグメントを対応する画素サブコンポーネントにマッピングする結果として、１２３の強度値が画素サブコンポーネントに割り当てられることになる。本発明によれば、同一画素に隣接する画素サブコンポーネントは、スケーリング画像の別の部分、例えば、セグメントの関数として、独立して決定される強度値を有することになる。
Ｃ．例示的なレンダリング・ルーチン
本発明のスキャン変換動作は、図９のレンダリング／ラスタ化ルーチン８０７と共に使用することによって、本発明の１実施形態にしたがって表示をするためのテキストをレンダリングすることができる。図示したように、このルーチン８０７は、ステップ９０２で開始し、そしてここで、本ルーチンは、例えばオペレーティング・システム５３５の制御の下で、アプリケーション５３６からのテキスト情報の受け取りに応答して実行する。ステップ９０４において、テキスト・レンダリング／ラスタ化ルーチン８０７が入力を受ける。この入力は、テキスト、フォント、およびポイント・サイズ情報９０５を含み、これらは、アプリケーション５３６から得られる。加えて、この入力は、スケーリング情報および／または前景／背景カラー情報、および画素サイズ情報８１５を含み、これらは、例えばオペレーティング・システムによりメモリに格納されたモニタ・セッティングから得られる。また、入力は、データ８０６を含み、これは、高解像度表現、例えば、表示すべきテキスト・キャラクタのライン、ポイント、および／またはカーブの形態のものを含む。
【００８４】  ステップ９０４において受け取ったこの入力により、動作は、ステップ９１０に進み、そしてここで、スケーリング・サブルーチン８０８を使用して本文で開示したもののようなスケーリング動作を実行することもできる。
【００８５】  図９を再び参照すると、動作は次に、ステップ９１２に進み、そしてここで、スケーリングした画像のヒンティングを、例えばヒンティング・サブルーチン８１０を実行することによって行うこともできる。用語“格子フィッティング（grid-fitting）”は、時にこのヒンティング・プロセスを記述するの使用する。
【００８６】  ヒンティングは、スケーリングしたキャラクタ、例えばキャラクタ１００４、１００８の、後続のスキャン変換動作の一部分として使用する格子１１０２、１１０４内における位置合わせを含む。これはまた、画像輪郭を歪ませてその画像が格子の形状によりうまくフィッティングするようにすることを含むことができる。この格子は、ディスプレイ装置の画素エレメントの物理的サイズの関数として決めることができる。
【００８７】  本発明のスケーリングおよびスキャン変換動作と共に使用できる例示のヒンティング動作の詳細は、“テキストのような画像を表示するための方法および装置（Method and Apparatus for Displaying Images such as Text）”と題する米国特許出願09/168,012の例えば図１１Ａ、図１１Ｂとこれに付随する本文に開示されている。本願は、米国特許出願09/168,012の継続出願であり、先に言及により本文に含めることとしている。
【００８８】  次に、動作は、ステップ９１４に進み、そしてここで、本文に開示したもののようなスキャン変換動作は、本発明にしたがい、例えばスキャン変換サブルーチン８１２を実行することによって行う。米国特許出願09/168,012の図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３および付随する本文は、さらに、本発明のスキャン変換動作に関連する一般的な原理を開示している。
【００８９】  一旦表示するテキストのビットマップ表現を図９のステップ８１４において発生したなら、これをディスプレイ・アダプタに出力するか、または更に処理してカラー処理動作および／またはカラー調節を行い、画質の向上を図ることも可能である。本発明のスキャン変換動作と共に使用できる例示のカラー処理動作およびカラー調節の詳細は、米国特許出願09/168,012に開示されている。
【００９０】  この処理したビットマップ９１８は、ディスプレイ・アダプタ８１４に出力し、そしてルーチン８０７の動作を、処理すべき追加のデータ／画像の受け取るまでホールトさせる。
【００９１】  図１２は、水平ストライピングの１２×１２画素のアレイを表す格子上に重畳するためにレンダリングするキャラクタｎの高解像表現を示す。
図１３は、従来の表示技術、および各々３つの画素サブコンポーネントを含むフル・サイズの画素エレメントを用いて、図１２に示したキャラクタｎをどのようにレンダリングするかについて示す。フル・サイズの画素制限のために、文字のリッジにおいて比較的急激に形状の遷移が生じ、エリアシングおよび比較的平坦な上部が形成されている様子に注目のこと。
【００９２】  図１４は、画素高さの２／３の底辺を用いることによって、本発明にしたがって、文字ｎのレンダリングをどのようにして改良することができるかについて示す。底辺を形成するには、２つの画素サブコンポーネントを用いる。これは、行１０、列１〜４および８〜１０において３つの画素サブコンポーネント全てを用いるのとは対照的である。また、文字のリッジをどのように改良するかについても注意すること。リッジの幅を最大画素高さとするが、各水平最大高さ画素エレメントを１／３画素高さだけ垂直方向にずらしていくことにより、図１３に示したりッジよりも遥かに高精度かつ滑らかなリッジを得ることができる。
【００９３】  図１５は、本発明にしたがって、文字ｎのリッジの厚さを、１画素の厚さから２／３画素の厚さにどのようにして縮小することができるかを示す。
図１６は、本発明にしたがって、文字ｎの底辺を１画素の１／３の最少厚さまでどのようにして縮小することができるかについて示す。また、文字ｎのリッジを画素の１／３の厚さにどのようにして縮小することができるかについても示す。
【００９４】  図１７は、本発明にしたがって、底辺およびリッジが画素の１／３の厚さを有する文字ｎをどのようにして表示することができるかについて示す。
本発明のスキャン変換動作を実施できるディスプレイ装置の１例は、図４に示しており、これは、コンピュータ化電子ブック・デバイス４００を描いている。図４に示したように、この電子ブック４００は、１つのブック奇数ページと偶数ページをそれぞれ表示するための第１と第２のディスプレイ・スクリーン４０２、４０４から成っている。例えば図７Ｃに示したタイプのディスプレイは、図４の電子ブック４００のディスプレイ４０２，４０４として使用することもできる。この電子ブック４００はさらに、入力デバイス、例えばキーパッドまたはキーボード４０８、そしてデータ記憶デバイス、例えばＣＤディスク・ドライブ４０７を備えている。ヒンジ４０６を設けることにより、電子ブック４００は、使用しないときは、折り畳むことによって、ディスプレイ４０２，４０４を保護することができる。同様に、電子ブック４００に給電するために内部バッテリを使用することができる。同様に、本発明の他の携帯可能のコンピュータ実施形態は、バッテリで給電することもできる。
【００９５】  以上、テキストのレンダリングに関して本発明を大まかに説明したが、本発明はグラフィックスにも適用し、エリアシングを低減し、従来のカラーＬＣＤディスプレイのような、ストライプ・ディスプレイを用いて得ることができる有効解像度を向上可能であることは理解されよう。加えて、本発明の技術の多くは、ビットマップ画像、例えば、スキャンした画像を処理し、これらを表示のために準備する際にも使用可能であることは理解されよう。
【００９６】  ここに含まれる本発明の説明に鑑み、先に論じた本発明の実施形態に対して、多数の追加実施形態や変形も、当業者には明白である。このような実施形態は、本発明から逸脱するものではなく、本発明の範囲内に該当すると見なすことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  公知の携帯用コンピュータの図である。
【図２】  図２Ａは、公知のＬＣＤ画面の図である。図２Ｂは、図２Ａに示す公知の画面の一部を、図２Ａの図よりも詳細に示す図である。図２Ｃは、公知のシステムにおいて実行する画像サンプリング動作を示す図である。
【図３】  後続のテキスト発生および表示において用いるために、キャラクタ情報を準備し格納する際に行われる公知のステップを示す図である。
【図４】  本発明の一実施形態にしたがってポートレート用の向きに配置したフラットパネル・ディスプレイを備えた電子ブックを示す図である。
【図５】  本発明にしたがって実現したコンピュータ・システムを示す図である。
【図６】  本発明の実施形態の一例にしたがって実行する画像サンプリングを示す図である。
【図７】  図７Ａは、本発明にしたがって実現したカラー・フラット・パネル・ディスプレイ画面を示す図である。図７Ｂは、図７Ａのディスプレイ画面の一部を示す図である。図７Ｃは、本発明の別の実施形態にしたがって実現したディスプレイ画面を示す図である。
【図８】  コンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングするために用いる、図５のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す図である。
【図９】  本発明の一実施形態にしたがって、テキストにレンダリングを行い表示する方法を示す図である。
【図１０】  図１０Ａと図１０Ｂは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスケーリング動作を示す図である。
【図１１】  本発明の一実施形態にしたがって実行する加重スキャン変換動作を示す図である。
【図１２】  画素のフィールド上に表示するキャラクタの高解像表現を示す図である。
【図１３】  公知の技術を用いた場合に、図１２のキャラクタがどのように示されるかを示す図である。
【図１４】  本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１２に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図１５】  本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１２に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図１６】  本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１２に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図１７】  本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１２に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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